城市地铁隧道湿喷砼施工技术

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1、广州地铁二号线海公区间南段湿喷混凝土施工技术铁道部第二工程局第五工程处谭文杰何泽刚摘要：本文通过介绍广州地铁二号线海公区间南段湿喷工艺的施工实践，对湿喷混凝土的施工工艺、配合比的选定、机械设备及原材料的选择、喷射砼的质量控制等进行了总结，为今后类似的工程提供相应的施工参数供参考。关键词：地铁区间隧道喷射混凝土湿喷1.前言目前国内隧道喷射砼施工主要采用干喷，也有不少单位实施潮喷，但无论干喷还是潮喷在工艺上都存在一定的局限性：如回弹大、粉尘多、一次喷射厚度薄及喷射砼质量不易得到保证等，针对这种情况，为适应城市地铁隧道的快速施工，满足高质量、高标准的要求，应尽量采用和推广湿喷

2、技术，以便改善洞内施工环境，节约成本，并提高施工效率。2.工程简介广州地铁二号线海珠广场至公园前南段区间全长778米，起止里程为：YCK12+622~YCK13+400，左右线间距15.2m，隧道断面呈马蹄形，开挖断面尺寸为33~38m2，隧道埋深17~25m，初期支护采用C20喷射砼，并作为衬砌结构的主要承载单元，承担全部的土压力和水压力，根据不同地质情况，喷射砼厚度为15~30cm。喷射混凝土在地面机械拌制，通过竖井中21m长的串筒垂直运输至下面2m3斗车，然后由电瓶车牵引至工作面。本区间地下水发育，多为孔隙水及裂隙水。3.湿喷设备的选择由于地铁隧道断面不大，一次需

3、喷量较少，我们选择了生产能力适中的TK-961型转子活塞式湿喷机。该机能实现均匀连续小团粒喂料和对湿料团的稀薄流输送，提高了混凝土的均匀性，保证了喷射混凝土的施工质量。该机作业时机旁粉尘小于10mg/m3，改善了施工环境；平均回弹小于18%，一次喷射厚度大大增加，实际生产率较高，缩短了工序时间。该机还易清洗，维修简单，上料高度低，操作简单方便。4.喷射混凝土配合比选定及原材料的选择4.1配合比设计(1)设计要求8：速凝剂掺量要使凝结时间足够短，从而满足可喷性和早期强度的要求，但不能超过最高允许掺量；不发生管路堵塞，并尽量减小拌合料在管道内的磨擦阻力；回弹少，粉尘少；有良

4、好的强度和耐久性，28d强度必须达到要求；材料成本低。（2）速凝剂掺量的选择：根据施工条件和部位确定喷射混凝土要求的凝结时间，按一般的经验要求喷射拱部混凝土初凝时间小于3min，终凝时间为5min；喷射边墙混凝土初凝时间小于5min，终凝时间为15min；喷射仰拱混凝土初凝时间小于10min，终凝时间为30min。由于测定混凝土的凝结时间比较麻烦所以一般通过测定标准砂浆的凝结时间来近似确定。测定时要考虑按运输时间将速凝剂滞后加入，也要考虑试验温度与工作温度相同。通过测定不同掺量下的凝结时间来确定各部位的最佳掺量。按照以上程序我们通过测定确定拱部喷射混凝土速凝剂掺量为4.

5、5%，边墙喷射混凝土速凝剂掺量为2.5%（由于边墙和仰拱同时施工所以没有选择仰拱喷射混凝土配合比）。（3）喷射混凝土拌合料的配制强度的确定：先按普通混凝土的程序用施工单位喷射混凝土强度标准差（优良级的施工的喷射混凝土强度标准差不于4.5MPa）计算出喷射混凝土的配制强度。我部根据施工情况后确定喷射混凝土的配制强度为26.6MPa。再根据速凝剂各部位最佳掺量下砂浆的抗压强度比和喷射混凝土的配制强度来确定喷射混凝土拌合料的配制强度，拌合料配制强度=喷射混凝土配制强度/抗压强度比。由于掺4.5%的8604型速凝剂时砂浆的抗压强度比为63%，掺2.5%的8604型速凝剂时砂浆的

6、抗压强度比为75%，故我们确定拱部、边墙喷射混凝土的配制强度分别为42.2MPa、35.5MPa。（4）坍落度的确定：湿喷机工作性能要求的坍落度中间值加上运输过程中的损失的坍落度即为喷射混凝土拌合料的坍落度。我部根据湿喷机工作性能要求的坍落度中间值为13cm，加上运输损失确定拌合料坍落度为15cm。（5）砂率的确定：拌合料砂率为54%。（6）喷射混凝土配合比：按照设计出的喷射混凝土拌合料配合比拌制混凝土拌合料用前面选择的速凝剂掺量来进行试喷。试喷过程中测定喷射混凝土拌合料的坍落度和强度、拌合料的坍落度运输损失值、速凝剂的实际掺量、回弹率、粉尘浓度、喷射混凝土大板的抗压强

7、度、喷射面混凝土的芯样强度。根据测定的数值调整喷射混凝土拌合料的配合比及速凝剂掺量；最终确定的喷射混凝土配合比详见下表。材料部位水泥砂碎石水减水剂速凝剂拱部11.821.670.420.0060.045仰拱12.071.760.470.0060.02584.2原材料的选择4.2.1水泥喷射混凝土宜用铝酸三钙、硅酸三钙含量多的425R、525R（GB175—92）的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，这两种水泥与常用的速凝剂的相溶性好，能速凝、快硬、后期强度较高。我们对市场上主要的PC425R与PO425R水泥进行了对比试验，结果见下表:水泥品种与